【正文】 勢學科，但由于學校領導的不只是，導至學科人才流失，技術失傳，相對其他學校機械電子的大發(fā)展，而我校的機電學科有逆水行舟不進則退之勢。小結中國礦業(yè)大學有很大一批老師機械學科前沿，為礦業(yè)大學機械學科發(fā)展付出了不懈的努力。讓我們更有能力去回饋礦山、感知礦山、去為那些為中國發(fā)展提供資源和生命的礦山人，為礦山安全、高效開采奉獻知識和生命第四篇：學科前沿講座課程報告中國礦業(yè)大學建筑工程學院土木工程專業(yè)學科前沿講座課程報告第 1 頁凍脹融沉的分析與防范（中國礦業(yè)大學力學與建筑工程學院 土木107班 陳輝 學號：02100498）摘 要：工程建設是否對周邊環(huán)境產生負面或不利影響, 是建設者和使用者所關注的問題。關鍵詞：凍脹融沉。防范在地鐵建設中, 煤礦凍結法作為一種土體加固方法被廣泛應用,但凍結法的凍脹融沉是否對地鐵隧道及周圍環(huán)境產生影響,是建設者和使用者所關注的問題。凍結法凍脹分析凍脹是指地鐵工程在土體加固過程中,由于凍結管對土體實施凍結作用,使土體中水分結冰而造成其體積膨脹的現(xiàn)象,在實際施工中, 不論對天然凍土區(qū)還是人工凍土區(qū),凍脹都是工程建設者所面臨的棘手問題。土體的凍脹分為原位凍脹和分凝凍脹,由于原位水分凍結引起的凍脹量相對分凝凍脹來講十分微小, 因此, 我們本次所研究的土體凍脹主要指由水分遷移引起的分凝凍脹。土體在凍結過程中,一旦土體溫度低于土的起始凍結溫度, 土中就有部分液態(tài)水變成冰,但在土顆粒表面仍有一些作為吸附膜的未凍水存在,在溫度梯度引起的負壓梯度作用下,來自未凍土的水通過未凍水膜遷入凍土層內。此時,凍土中的未凍水含量是恒定的, 即在一定負溫下, 土顆粒外圍具有恒定的平衡水膜厚度。在恒定的負溫下,土水體系通過多余的未凍水釋放自由能分凝成冰,而重新建立平衡狀態(tài)。 凍脹的影響因素凍結過程中水分遷移和成冰作用是產生土體凍脹的直接因素,它們的強弱主要取決于土體顆粒的土質、土中水分、溫度及荷載作用等因素。對于粗顆粒土來說,不存在土的礦物成分對凍脹的影響。在水分、溫度及凍結條件大致相似的情況下, 各類土的凍脹性強 中國礦業(yè)大學建筑工程學院土木工程專業(yè)學科前沿講座課程報告第 2 頁弱大致按下列順序遞減: 粉質土、亞砂土 亞粘土 粘土 礫石土(小于 粒徑的含量超過12%) 粗砂 砂礫石。此外, 在沒有外界水源補給的封閉系統(tǒng)中,由于水分遷移受到了限制, 凍脹達到一定量時就不再增長,而在有水源補給的開放系統(tǒng)中,只要條件適宜,凍脹就會持續(xù)增長。凍土土溫愈低,土體中未凍水含量愈少, 含冰量愈大。凍脹量愈大,溫度梯度愈大,水分遷移量愈小,凍脹量愈小。其次, 外部壓力的作用會引起土體內水分的重分布。融沉的分析 融沉的產生機理凍結地層溫度上升, 凍土發(fā)生融化, 凍土中的冰晶融化成水, 土體體積縮小,加上土體原有結構凍脹時形成的裂縫在融化時的閉合, 產生融化沉降。融化終結后, 排水固結并不馬上結束, 而是繼續(xù)進行一段時間,直至土體固結沉降達到穩(wěn)定。通常壓密沉降與正壓力成正比, 一般凍土的融沉量要大于凍脹量,有時融沉會變?yōu)橥幌荨?融沉的影響因素影響凍土融沉的主要因素有: 凍土的含水量(包括凍土中的未凍水和孔隙冰)、冷生構造、干容重、上覆荷載等。 冷生構造對融沉的影響凍土的融沉與凍土在凍結過程中所形成結構有關,凍土的結構對土的融化沉降及壓密沉降有著直接的影響,通常來講呈整體狀構造的凍土, 其產生的融沉一般不大,而凍結時呈層狀 中國礦業(yè)大學建筑工程學院土木工程專業(yè)學科前沿講座課程報告第 3 頁或網狀構造的凍土一般在融沉過程中會產生較大的沉降變形。而在凍土含水量較大的情況下,凍土的干密度較小, 土體中孔隙體積相對較大, 該類凍土則在荷載的作用下會產生較大的沉降壓縮變形。地鐵人工凍結土體凍脹融沉的特點從以上的分析中可以看出,不論是人工凍土還是天然凍土,其凍脹融沉的產生機理及影響因素都是相同的。(2)凍結過程中,人工凍結器表面溫度通常低于20 ,負溫梯度隨著凍結壁的擴展由大變小, 凍結速度由快變慢, 凍結時間相對較短。(3)人工凍結土體具有三維凍融的特征, 在凍結過程中凍結鋒面的擴展垂直于凍結管軸線方向, 冰晶分布平行于凍結管軸線方向。此外,人工凍結土體的凍融過程中水分的聚集和消散同樣具有明顯的三維特征。制定防范措施我們此次施工范圍內土層主要為第四系全新中統(tǒng)相層粉土、淤泥質粉質粘土和第四系上更新統(tǒng)三組相層粉質粘土,其土層土質松軟、結構松散、孔隙比較大, 含水豐富、承載力低、容易壓縮和在動力作用下易流變、土體內聚力小等特點, 在我們經過對凍結土體凍漲融沉產生的機理和影響因素充分分析及研究的基礎上,參照以往聯(lián)絡通道凍結法施工經驗,考慮到施工中將可能面臨或出現(xiàn)的各種問題, 有針對性的提出了以下技術控制要點:(1)為防止凍結土體的凍脹融沉給隧道及地面帶來不利影響,在聯(lián)絡通道實施土體凍結前期, 根據(jù)凍結管的布置, 及時在凍結帷幕內對稱設置數(shù)個壓力釋放觀測孔,凍結開始后根據(jù)檢測數(shù)據(jù)及時進行泄壓以防凍脹,保證聯(lián)絡通道開挖及結構施工質量。(2)由于混凝土和鋼管片相對于土層更易散熱, 并且會影響隧道管片附近土體的凍結質量,從而影響凍土整體穩(wěn)定性和封土性。(3)加強凍結過程檢測, 在凍土帷幕內布置測溫孔,以便正確測定凍土帷幕厚度和判斷凍土帷幕是否交圈,并配合壓力釋放觀測孔進行檢測, 在凍脹達到一定壓力時,及時泄壓,減少對周圍土體及隧道的影響。(5)在凍結過程中, 加強積極、維護凍結的質量控制,使帷幕形成整體狀凍結土體, 消除后期冷生構造對融沉產生的不利影響。(7)由于聯(lián)絡通道的開挖和支護層施工時間較凍土帷幕的化凍時間短,根據(jù)礦山井筒凍結經驗, 由于偶然停凍對開挖安全不會產生大的影響。(8)在聯(lián)絡通道集水井部分施工時, 一般應割除其內凍結管,在此期間將結束人工凍結,因此, 必須合理安排、保證連續(xù)施工, 盡量減少溫度對其影響,同時, 加強停凍時的凍工帷幕監(jiān)測,以便及時采取相關措施。(10)在整個施工及解凍過程中, 嚴密監(jiān)測隧道變形,特別是在解凍初期15d 內, 做好跟蹤補償注漿工作,當監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常,應及時在變形較大部位周圍或對應面進行注漿,確保隧道等安全。從凍結開始至解凍脹融沉的監(jiān)測數(shù)據(jù)看, 凍結 中國礦業(yè)大學建筑工程學院土木工程專業(yè)學科前沿講座課程報告第 5 頁周圍的土體發(fā)生或多或少的變形,其中隧道內監(jiān)測值均控制在10~ 10 mm 以內,另從地面監(jiān)測的數(shù)據(jù)看,地面沉降值均控制在30~ 10 mm 以內,凍漲基本發(fā)生在凍結期, 其中波動主要在凍結30d 以后,融沉發(fā)生在解凍后,解凍周期一般為1~ 2個月,在此期間, 變形波動緩慢、平穩(wěn),因此,在施工中嚴格按照科學、合理的施工方案進行施工與控制,凍脹、融沉不會對地鐵隧道產生不利或負面影響。汽車學科前沿講座報告汽車的發(fā)展史卡爾本茨（Karl Friedrich Benz，1844年11月25日－1929年4月4日），德國著名的戴姆勒－奔馳汽車公司的創(chuàng)始人之一，現(xiàn)代汽車工業(yè)的先驅者之一，人稱“汽車之父”、“汽車鼻祖”。幾乎同時，,德國工程師戈特利布此間的1913年福特汽車公司還首次推出了流水裝配線的大量作業(yè)方式，使汽車成本大跌，汽車價格低廉，不再僅僅是貴族和有錢人的豪華奢侈品了，它開始逐漸成為大眾化的商品。所以，人們說，汽車發(fā)明于歐洲，但獲得大發(fā)展那是在本世紀初30年代的美國。汽車基本知識汽車一般由發(fā)動機、底盤、：是一種由許多機構和系統(tǒng)組成的復雜機器。要完成能量轉換，實現(xiàn)工作循環(huán)，保證長時間連續(xù)正常工作，都必須具備以下一些機構和系統(tǒng)。底盤由 傳動系、行駛系、轉向系和制動系 四部分組成汽車車身：是指汽車的外殼,內飾,： 汽車電氣設備主要由蓄電池、發(fā)電機、調節(jié)器、起動機、點火系、儀表、照明裝置、音響裝置、雨刷器等組成。主要由曲柄連桿機構，配氣機構，燃油供給系統(tǒng)，潤滑系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，汽油機有點火系統(tǒng)，以及電子控制系統(tǒng)等。由于汽油粘性小，蒸發(fā)快，可以用汽油噴射系統(tǒng)將汽油噴入氣缸，經過壓縮達到一定的溫度和壓力后，用火花塞點燃，使氣體膨脹做功。汽油機在汽車上，特別是小型汽車上大量使用，至今不衰。柴油發(fā)動機的工作過程與汽油發(fā)動機有許多相同的地方，每個工作循環(huán)也經歷進氣、壓縮、做功、排氣四個行程。汽車前沿技術汽車的電子化、智能化、網絡化是現(xiàn)代汽車發(fā)展的重要標志，隨著消費者對汽車功能和性能要求的日益提高，汽車正在逐漸由機械系統(tǒng)向電子系統(tǒng)轉換，目前全球汽車電子產業(yè)面臨著高速增長的機遇。但我國汽車電子業(yè)總體上還與國外有很大差距，需要加大研究投入的力度。第一階段的汽車電子設備主要采用分立電子元件組成電子控制器，并開始由分立電子元件產品向集成電路產品過渡；第二階段則主要采用集成電路和8位微處理器開發(fā)汽車專用的獨立控制系統(tǒng)；第三階段開始于20世紀90年代，汽車電子設備廣泛采用16位或32位微處理器進行控制，控制技術向智能化、網絡化方向發(fā)展。線控技術DBW汽車的各種操縱系統(tǒng)正向電子化、自動化方向發(fā)展，在未來的5～10年里，傳統(tǒng)的汽車機械操縱系統(tǒng)將變成通過高速容錯通信總線與高性能CPU相連的電氣系統(tǒng)。CAN總線網絡隨著電控單元在汽車中的應用越來越多，車載電子設備間的數(shù)據(jù)通信變得越來越重要，以分布式控制系統(tǒng)為基礎構造汽車車載電子網絡系統(tǒng)是很有必要的。在該網絡系統(tǒng)中，各處理機獨立運行，控制改善汽車某一方面的性能，同時在其它處理機需要時提供數(shù)據(jù)服務。汽車總線傳輸是通過某種通訊協(xié)議將汽車中各種電控單元、智能傳感器、智能儀表等聯(lián)接起來，從而構成的汽車內部網絡。CAN總線是德國博世公司在20世紀80年代初開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通訊協(xié)議。機自079班王淼03071213